buiquockhoa
Thành Viên [LV 0]
Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------
BÙI QUỐC KHOA
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY PHẤN HOA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG
Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010
Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------
BÙI QUỐC KHOA
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY PHẤN HOA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG
Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . .
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2010.
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: BÙI QUỐC KHOA Phái: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1983 Nơi sinh: Tp.HCM
Chuyên ngành: Công nghệ nhiệt MSHV: 00608418
I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa bằng phương pháp sấy chân không
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Tính toán thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy chân không sấy phấn hoa với năng suất 5 kg/mẻ
- Nghiên cứu thực nghiệm và xác định chế độ sấy phấn hoa trong máy sấy chân không.
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong Quyết định giao đề tài): 25/01/2010
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/07/2010
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):
Cán bộ 1: PGS.TS Nguyễn Hay Cán bộ 2: TS. Lê Anh Đức
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN
(Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký) QL CHUYÊN NGÀNH
PGS.TS Nguyễn Hay TS. Lê Anh Đức PGS.TS Lê Chí Hiệp
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua.
Ngày tháng năm
TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT-KHOA CƠ KHÍ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---------------- ---oOo---
Tp. HCM, ngày . 02 . tháng .07 . năm . 2010 .
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: .BÙI QUỐC KHOA. . . . . . . . . . . . . . . .Phái: Nam……………………..
Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1983. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nơi sinh: .Tp.HCM . . . . . . . . . . .
Chuyên ngành: . Công nghệ nhiệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MSHV: . 00608418. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1- TÊN ĐỀ TÀI: . Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa bằng phương pháp sấy chân không . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Tính toán thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy chân không sấy phấn hoa với năng suất 5 kg/mẻ
- Nghiên cứu thực nghiệm và xác định chế độ sấy phấn hoa trong máy sấy chân không. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : . . 25/01/2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : . 02/07/2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Cán bộ 1: PGS.TS Nguyễn Hay . . . . . . . Cán bộ 2: TS. Lê Anh Đức . . . . . . . . . . . . . .
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký)
(Họ tên và chữ ký)
PGS.TS Nguyễn Hay
TS. Lê Anh Đức
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn Thạc sĩ này tôi xin chân thành bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:
- Toàn thể quý thầy cô Bộ môn Công nghệ nhiệt - Khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, cùng quý thầy cô đã giảng dạy tôi trong thời gian học cao học, đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng quý báu.
- Ban Giám hiệu, phòng Sau đại học, ban Chủ nhiệm Khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này.
- Thầy cô và cán bộ Bộ môn Công nghệ nhiệt lạnh - Trung tâm Công nghệ và thiết bị nhiệt lạnh – Trung tâm Năng lượng và máy nông nghiệp Khoa Cơ khí – Công nghệ trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi chế tạo khảo nghiệm để hoàn thành luận văn này.
- Thầy PGS.TS Nguyễn Hay – Phó Hiệu trưởng trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi thực hiện luận văn này.
- Thầy TS. Lê Anh Đức – Phó giám đốc Trung tâm Công nghệ và thiết bị nhiệt lạnh trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
- Thầy ThS. Nguyễn Văn Xuân – Giám đốc Trung tâm Năng lượng và máy nông nghiệp đã hỗ trợ giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn:
- Các bạn học, các bạn đồng nghiệp đã phối hợp hỗ trợ trong quá trình tôi làm luận văn.
- Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bậc sinh thành đã sinh dưỡng và giáo dục để tôi có được ngày hôm nay.
TÓM TẮT
Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa bằng phương pháp sấy chân không”. Được thực hiện từ tháng 01 năm 2010 đến tháng 07 năm 2010.
1. Mục tiêu
- Tính toán, thiết kế và chế tạo máy sấy phấn hoa chân không năng suất 5 kg/mẻ.
- Khảo nghiệm mô hình máy sấy chân không với sản phẩm phấn hoa.
- Xác định chế độ sấy phấn hoa trong máy sấy chân không.
2. Nội dung thực hiện
- Tìm hiểu về sản phẩm phấn hoa.
- Tìm hiểu lý thuyết sấy chân không, chọn mô hình máy sấy.
- Tính toán, thiết kế và chế tạo máy sấy chân không sấy phấn hoa với năng suất 5 kg/mẻ.
- Khảo nghiệm mô hình máy sấy chân không.
- Xử lý số liệu, tổng hợp, đánh giá.
3. Kết quả chính đạt được
* Tính toán thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa chân không hoàn chỉnh
- Nguyên lý sấy chân không.
- Phương pháp cấp nhiệt bằng điện trở.
- Năng suất máy 5 kg/mẻ.
- Nhiệt độ sấy: t = 40 0C.
- Áp suất sấy: P = - 70,77 cmHg.
- Độ dày vật liệu sấy: = 15 mm
- Độ ẩm vật liệu sấy: φ = 21,34 10 %.
- Buồng sấy dạng hình trụ có bán kính R = 0,25 m, chiều dài L = 0,9 m.
- Bộ phận cấp nhiệt bằng điện, tổng công suất 3,13 kW gồm 5 hộp điện trở, mỗi hộp gồm 5 điện trở, công suất mỗi điện trở 130 W, hãng Mitshubishi sản xuất.
- Bơm chân không có công suất 1 HP.
- Máy nén lạnh có công suất 1 HP.
* Đã xác định chỉ tiêu tối ưu cho quá trình sấy bao gồm:
- Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xác định được phương trình toán học biểu diễn sự phụ thuộc của các yếu tố nhiệt độ và độ dày lớp vật liệu sấy đến hàm lượng vitamin C và lượng điện năng tiêu thụ trong quá trình sấy, trên máy sấy đã chế tạo.
C = 2043,97 + 108,909.T - 7,77941. - 1,42216.T2 + 0,043532.2
Ar = 13,5743 - 0,626857.T - 0,0749216. + 8,27462.10-3.T2 + 1,00118.10-3.2
+ Hàm lượng vitamin C cao nhất Cmax = 33,968 mg/100g này đạt được khi nhiệt độ sấy t = 39,8 0C và độ dày lớp phấn hoa = 22 mm.
+ Lượng điện năng tiêu thụ Ar thấp nhất Armin = 1,534 kWh/kg này đạt được khi nhiệt độ sấy t = 37 0C và độ dày lớp phấn hoa = 12,53 mm.
Chỉ tiêu này mang tính chất tham khảo và làm cơ sở để tính toán bài toán tối ưu đa mục tiêu.
* Xác định các chỉ tiêu tối ưu cho máy theo đa mục tiêu:
Lượng điện năng tiêu thụ là thấp nhất mà vẫn đảm bảo hàm lượng vitamin C trong quá trình sấy phấn hoa là cao nhất.
+ Ứng với hàm lượng vitamin C trong phấn hoa C = 33,968 mg/100g thì chỉ tiêu tối ưu về năng lượng là Ar = 1,734 kWh/kg. Tương ứng với nhiệt độ sấy t = 39,7 0C, độ dày lớp phấn hoa = 22 mm.
SUMMARY
The thesis: “Researching, designing and manufacturing of the pollen bee vaccum dryer model”, was conducted from January 2010 to July 2010.
1. Objectives
- Calculate, design and manufacture the pollen bee vacuum dryer with yield of 5 kgs/ 9 hours.
- Test the vacuum dryer model with pollen bee products.
- Determine the condition of pollen bee dryer in the vacuum dryer.
2. Contents of implementation
- Searching about pollen bee products.
- Searching the theory of vacuum dryer and selecting dryer model .
- Calculating, design and manufacturing vacuum dryer drying pollen bee with yield of 5 kgs/ 9 hours.
- Testing vacuum dryer model.
- Processing data , synthesis and evaluation.
3. Results obtained
* Calculate the design and manufacture a completed model of the pollen bee vacuum dryer
- Principles of vacuum drying.
- Method of heat supply by radiation resistance.
- Yield of 5 kgs/ 9 hours.
- Drying temperature: t = 40 0C.
- Drying Pressure: P = - 70,77 cm.Hg.
- Drying pollen bee thickness: = 15 mm
+ Drying pollen bee humidity: 21,34 φ = 10%
- The cylindrical drying chamber with a radius R = 0,25 m; length L = 0,9 m.
- Parts of heat supply are electric with the total capacity of 3,13 kW including 5 heater boxes, each heater box containing 5 heaters, each heater with power of 130 W, produced by Mitshubishi .
- Vacuum pump with 1 HP capacity.
- Refrigeration compressor with 1 HP capacity.
* Identification of optimal targets for drying process including:
- In experimental planning methods, we identified mathematical equations showing the dependence between temperature and thickness of dried material layers to Vitamin C and power consumption in the drying process on the manufactured dryer.
C = 2043,97 + 108,909.T - 7,77941. - 1,42216.T2 + 0,043532.2
Ar = 13,5743 - 0,626857.T - 0,0749216. + 8,27462.10-3.T2 + 1,00118.10-3.2
+ The highest level of vitamin C Cmax = 33,968 mg/100g was achieved when the drying temperature t = 39,8 0C and layer thickness of pollen bee = 22 mm.
+ The lowest amount of Ar power consumption Armin = 1,534 kWh/kg is achieved when the drying temperature t = 37 0C and layer thickness of pollen bee = 12,53 mm.
The above data is for reference and basis calculation of all multi-objective optimization.
* Identification of optimal targets for the multi-purpose machine:
The lowest power consumption is guaranteed but the highest vitamin C level in the pollen bee is still reached.
+ Corresponding with vitamin C in pollen C = 33,968 mg/100g, the optimal energy consumption is Ar = 1,734 kWh/kg and drying temperature t = 39,7 0C, layer thickness of pollen bee = 22 mm.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------
BÙI QUỐC KHOA
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY PHẤN HOA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG
Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010
Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------
BÙI QUỐC KHOA
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY SẤY PHẤN HOA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY CHÂN KHÔNG
Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . .
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2010.
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: BÙI QUỐC KHOA Phái: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1983 Nơi sinh: Tp.HCM
Chuyên ngành: Công nghệ nhiệt MSHV: 00608418
I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa bằng phương pháp sấy chân không
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Tính toán thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy chân không sấy phấn hoa với năng suất 5 kg/mẻ
- Nghiên cứu thực nghiệm và xác định chế độ sấy phấn hoa trong máy sấy chân không.
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong Quyết định giao đề tài): 25/01/2010
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/07/2010
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):
Cán bộ 1: PGS.TS Nguyễn Hay Cán bộ 2: TS. Lê Anh Đức
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN
(Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký) QL CHUYÊN NGÀNH
PGS.TS Nguyễn Hay TS. Lê Anh Đức PGS.TS Lê Chí Hiệp
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua.
Ngày tháng năm
TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT-KHOA CƠ KHÍ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---------------- ---oOo---
Tp. HCM, ngày . 02 . tháng .07 . năm . 2010 .
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: .BÙI QUỐC KHOA. . . . . . . . . . . . . . . .Phái: Nam……………………..
Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1983. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nơi sinh: .Tp.HCM . . . . . . . . . . .
Chuyên ngành: . Công nghệ nhiệt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MSHV: . 00608418. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1- TÊN ĐỀ TÀI: . Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa bằng phương pháp sấy chân không . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Tính toán thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy chân không sấy phấn hoa với năng suất 5 kg/mẻ
- Nghiên cứu thực nghiệm và xác định chế độ sấy phấn hoa trong máy sấy chân không. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : . . 25/01/2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : . 02/07/2010. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Cán bộ 1: PGS.TS Nguyễn Hay . . . . . . . Cán bộ 2: TS. Lê Anh Đức . . . . . . . . . . . . . .
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký)
(Họ tên và chữ ký)
PGS.TS Nguyễn Hay
TS. Lê Anh Đức
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn Thạc sĩ này tôi xin chân thành bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:
- Toàn thể quý thầy cô Bộ môn Công nghệ nhiệt - Khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, cùng quý thầy cô đã giảng dạy tôi trong thời gian học cao học, đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng quý báu.
- Ban Giám hiệu, phòng Sau đại học, ban Chủ nhiệm Khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này.
- Thầy cô và cán bộ Bộ môn Công nghệ nhiệt lạnh - Trung tâm Công nghệ và thiết bị nhiệt lạnh – Trung tâm Năng lượng và máy nông nghiệp Khoa Cơ khí – Công nghệ trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi chế tạo khảo nghiệm để hoàn thành luận văn này.
- Thầy PGS.TS Nguyễn Hay – Phó Hiệu trưởng trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi thực hiện luận văn này.
- Thầy TS. Lê Anh Đức – Phó giám đốc Trung tâm Công nghệ và thiết bị nhiệt lạnh trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
- Thầy ThS. Nguyễn Văn Xuân – Giám đốc Trung tâm Năng lượng và máy nông nghiệp đã hỗ trợ giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn:
- Các bạn học, các bạn đồng nghiệp đã phối hợp hỗ trợ trong quá trình tôi làm luận văn.
- Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bậc sinh thành đã sinh dưỡng và giáo dục để tôi có được ngày hôm nay.
TÓM TẮT
Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa bằng phương pháp sấy chân không”. Được thực hiện từ tháng 01 năm 2010 đến tháng 07 năm 2010.
1. Mục tiêu
- Tính toán, thiết kế và chế tạo máy sấy phấn hoa chân không năng suất 5 kg/mẻ.
- Khảo nghiệm mô hình máy sấy chân không với sản phẩm phấn hoa.
- Xác định chế độ sấy phấn hoa trong máy sấy chân không.
2. Nội dung thực hiện
- Tìm hiểu về sản phẩm phấn hoa.
- Tìm hiểu lý thuyết sấy chân không, chọn mô hình máy sấy.
- Tính toán, thiết kế và chế tạo máy sấy chân không sấy phấn hoa với năng suất 5 kg/mẻ.
- Khảo nghiệm mô hình máy sấy chân không.
- Xử lý số liệu, tổng hợp, đánh giá.
3. Kết quả chính đạt được
* Tính toán thiết kế và chế tạo mô hình máy sấy phấn hoa chân không hoàn chỉnh
- Nguyên lý sấy chân không.
- Phương pháp cấp nhiệt bằng điện trở.
- Năng suất máy 5 kg/mẻ.
- Nhiệt độ sấy: t = 40 0C.
- Áp suất sấy: P = - 70,77 cmHg.
- Độ dày vật liệu sấy: = 15 mm
- Độ ẩm vật liệu sấy: φ = 21,34 10 %.
- Buồng sấy dạng hình trụ có bán kính R = 0,25 m, chiều dài L = 0,9 m.
- Bộ phận cấp nhiệt bằng điện, tổng công suất 3,13 kW gồm 5 hộp điện trở, mỗi hộp gồm 5 điện trở, công suất mỗi điện trở 130 W, hãng Mitshubishi sản xuất.
- Bơm chân không có công suất 1 HP.
- Máy nén lạnh có công suất 1 HP.
* Đã xác định chỉ tiêu tối ưu cho quá trình sấy bao gồm:
- Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xác định được phương trình toán học biểu diễn sự phụ thuộc của các yếu tố nhiệt độ và độ dày lớp vật liệu sấy đến hàm lượng vitamin C và lượng điện năng tiêu thụ trong quá trình sấy, trên máy sấy đã chế tạo.
C = 2043,97 + 108,909.T - 7,77941. - 1,42216.T2 + 0,043532.2
Ar = 13,5743 - 0,626857.T - 0,0749216. + 8,27462.10-3.T2 + 1,00118.10-3.2
+ Hàm lượng vitamin C cao nhất Cmax = 33,968 mg/100g này đạt được khi nhiệt độ sấy t = 39,8 0C và độ dày lớp phấn hoa = 22 mm.
+ Lượng điện năng tiêu thụ Ar thấp nhất Armin = 1,534 kWh/kg này đạt được khi nhiệt độ sấy t = 37 0C và độ dày lớp phấn hoa = 12,53 mm.
Chỉ tiêu này mang tính chất tham khảo và làm cơ sở để tính toán bài toán tối ưu đa mục tiêu.
* Xác định các chỉ tiêu tối ưu cho máy theo đa mục tiêu:
Lượng điện năng tiêu thụ là thấp nhất mà vẫn đảm bảo hàm lượng vitamin C trong quá trình sấy phấn hoa là cao nhất.
+ Ứng với hàm lượng vitamin C trong phấn hoa C = 33,968 mg/100g thì chỉ tiêu tối ưu về năng lượng là Ar = 1,734 kWh/kg. Tương ứng với nhiệt độ sấy t = 39,7 0C, độ dày lớp phấn hoa = 22 mm.
SUMMARY
The thesis: “Researching, designing and manufacturing of the pollen bee vaccum dryer model”, was conducted from January 2010 to July 2010.
1. Objectives
- Calculate, design and manufacture the pollen bee vacuum dryer with yield of 5 kgs/ 9 hours.
- Test the vacuum dryer model with pollen bee products.
- Determine the condition of pollen bee dryer in the vacuum dryer.
2. Contents of implementation
- Searching about pollen bee products.
- Searching the theory of vacuum dryer and selecting dryer model .
- Calculating, design and manufacturing vacuum dryer drying pollen bee with yield of 5 kgs/ 9 hours.
- Testing vacuum dryer model.
- Processing data , synthesis and evaluation.
3. Results obtained
* Calculate the design and manufacture a completed model of the pollen bee vacuum dryer
- Principles of vacuum drying.
- Method of heat supply by radiation resistance.
- Yield of 5 kgs/ 9 hours.
- Drying temperature: t = 40 0C.
- Drying Pressure: P = - 70,77 cm.Hg.
- Drying pollen bee thickness: = 15 mm
+ Drying pollen bee humidity: 21,34 φ = 10%
- The cylindrical drying chamber with a radius R = 0,25 m; length L = 0,9 m.
- Parts of heat supply are electric with the total capacity of 3,13 kW including 5 heater boxes, each heater box containing 5 heaters, each heater with power of 130 W, produced by Mitshubishi .
- Vacuum pump with 1 HP capacity.
- Refrigeration compressor with 1 HP capacity.
* Identification of optimal targets for drying process including:
- In experimental planning methods, we identified mathematical equations showing the dependence between temperature and thickness of dried material layers to Vitamin C and power consumption in the drying process on the manufactured dryer.
C = 2043,97 + 108,909.T - 7,77941. - 1,42216.T2 + 0,043532.2
Ar = 13,5743 - 0,626857.T - 0,0749216. + 8,27462.10-3.T2 + 1,00118.10-3.2
+ The highest level of vitamin C Cmax = 33,968 mg/100g was achieved when the drying temperature t = 39,8 0C and layer thickness of pollen bee = 22 mm.
+ The lowest amount of Ar power consumption Armin = 1,534 kWh/kg is achieved when the drying temperature t = 37 0C and layer thickness of pollen bee = 12,53 mm.
The above data is for reference and basis calculation of all multi-objective optimization.
* Identification of optimal targets for the multi-purpose machine:
The lowest power consumption is guaranteed but the highest vitamin C level in the pollen bee is still reached.
+ Corresponding with vitamin C in pollen C = 33,968 mg/100g, the optimal energy consumption is Ar = 1,734 kWh/kg and drying temperature t = 39,7 0C, layer thickness of pollen bee = 22 mm.